薄板焊接工艺及焊缝质量控制曲伟

曲伟

摘要：通常导致薄板焊接变形的因素很多,尤其是4-6mm的薄钢板在焊接后容易产生严重变形。目前对薄板焊接防变形措施的研究主要侧重于工艺方面。本文分析薄板焊接工艺,并且提出一些保证焊接质量的控制方法,希望可以为今后薄板焊接工艺的改进提供一些帮助。

关键词：薄板；焊接工艺；焊缝；质量控制；措施

1焊接过程中产生变形的原因

对于2mm厚度左右的钢板来说有着十分广泛的应用，作为典型的薄板来说，对其的规模型焊接在施工过程中往往会使用电弧焊接设备来对其进行有关焊接工作。电弧焊接设备所使用的正是微机控制系统，通过此系统能够完成对焊接电流、焊接弧度长度、以及焊接速度有一个计算机式把控，并且还能够根据这些实际的工艺参数进行一定程度上的分析，同时还可以将焊接程序和参数之间存在的变化建立起联系并存储在数据当中。而对于薄板焊接工作中常常出现的焊接变形以及表面缺陷等问题，其主要的产生原因就是因为薄板的焊接参数要求较高，在实际的焊接过程中很容易就发生参数的变化从产生焊接的一系列影响。正是因为焊接参数的影响变化，因此需要在不同的外界环境中对焊接材料以及焊接的设备方法进行一个不同化的选择，只有这样才能够应对参数变化所带来的影响。因此需要在实际的焊接工作过程中，需要针对各种不同的情况来选取不同的焊接工艺，这样才能够对薄板焊接的质量有一个较好的控制。在焊接过程中所产生的变形往往是多种多样的，其中最为常见有以下几种：横向收缩性变形，纵向收缩性变形，弯曲变形以及角变形和扭曲变形等多种变形方式。

2薄板焊接工艺分析

作为电弧焊中的一种，埋弧焊适合用在焊缝长、批量大的较大直径或者直线环形焊缝的焊接工作中，因此，薄板的焊接在工业化生产的过程中多使用埋弧自动焊的方法。一般情况下，埋弧焊的电流过大，并且熔深大，熔池与电弧和空气之间的接触比较少，焊缝中的杂质也比较少，可以有效确保焊缝的质量。在此过程中，可以不对薄板的焊接缝留间隙，并且不开坡口，这样一来不仅能够提升生产效率，同时还能够降低焊丝的填充数量。

2.1焊接电流

焊接过程中一个最重要的参数是焊接电流。在选择焊接电流的时候，应该考虑焊条直径、焊条类型、接头形式、焊件厚度、焊道层次、焊缝位置等各个方面的因素，综合各个方面的因素选择出最佳的电流。如果焊接电流太大，就会增加余高以及焊缝厚度，降低焊缝宽度，并且很有可能出现烧穿、咬边等缺陷；然而，焊接电流太小就会出现夹渣以及焊缝没熔透的问题。

2.2焊接电压

电弧的长度决定了电弧电压的大小。电弧过长，则电弧电压也相对过高；电弧太短，则电弧电压就相对较低。电弧电压会对焊缝的宽度产生影响，电弧电压加大，就会增加焊缝的宽度，焊缝的余高和厚度就会减少，随之飞溅也会减少，导致不易控制焊缝的成形。

2.3焊接速度

焊接的生产率与焊接速度的大小有着直接的关系。当提高焊速的时候就会导致能量下降，熔宽、熔深以及余高都会减小。为了加快焊接速度，在确保焊接质量的基础之上，需要使用较大的焊丝以及焊接电流，确保焊接的宽窄和焊缝高低一致。

2.4焊条直径

选择合适的焊丝直径是确保焊接工作效率以及质量的关键。通常情况下，需要根据焊件的厚度选择焊丝的直径，并且还要考虑施焊位置、接头形式以及焊接的层数。对于重要的焊接结构，还应该考虑焊接的热输入量。

2.5其他因素

焊接环境方面，过低的环境温度会增加焊缝金属的冷却速度，有可能使材料变脆，在焊接应力作用下出现裂纹；雨雪天气或湿度过大时，由于焊缝区水分较多时易使焊缝出现气孔等。焊工资质方面，焊工属于特种作业，按规定焊工必须持证上岗。

3薄板焊接质量控制方法

3.1选择合理的焊接工艺

在焊接的过程中一定要对焊接工艺进行合理的选择，这样可以让焊接的质量大幅度的提高，不断的对薄板焊接的经验进行总结和摸索，可以发现通过熔敷力较高的技术可以让焊缝的焊接质量大幅度提高。与此同时，还需要对焊道进行控制，另外通过一些较小的热输入焊条，能够有效的避免焊接的过程中出现形变，由于薄板焊接的时候纵向绕曲形变在对焊接热输入较为敏感，在热输入比较大的条件下，可能会造成薄板焊接的时候出现一定的形变，无法达到装配的要求。

3.2合理使用点固焊

在焊接工艺当中点固焊也是非常常见的一种焊接方式，由于点固焊不单单可以确保焊接间隙，另外也可以保证焊接过程中薄板具有一定的抗变形能力，然而在薄板焊接的过程中一定要对点固焊的焊点数量进行考虑，并且保证焊点之间的距离，如果焊点之间的尺寸过小，可能会造成焊接的时候出现焊缝开裂等情况，无法达到实际使用的需要。如果点焊尺寸过大，会造成焊道背面无法充分焊透，对接口的完整性产生较大的影响，在薄板焊接的过程中一定要注意对点固焊尺寸进行控制，依照焊接工件的具体要求，合理的进行焊接方式的选择。

3.3焊接工艺控制

依照实践过程中的相关要求，发现在焊接的时候可以通过一些特殊的方法对焊接工艺进行控制，比如说温差法、减少焊接热输入法等，都可以大幅度的降低焊接过程中的温度，让形变量减少。尽管这种方式在一定程度上可以让残余应力降低，控制形变。然而无法完全将形变消除，想要将焊接过程中出现的形变问题有效的消除，需要将薄板壁构件焊接过程的影响因素进行分析，在此过程中想要避免薄板平面，需要让薄板工件的瞬态面外失不稳形变等情况得到控制。在日常操作的时候，可以利用不同程度的温度差异让薄板边缘的受力情况降低，确保温差拉伸效应，就算有应力形变问题，也能够在焊接的时候实时的进行控制和调整，保证焊接的过程中焊薄板的平直状态不会出现失稳变形的问题。

3.4加强焊缝控制

3.4.1具体控制措施

在焊接的过程中一定要与实际情况相结合，合理的进行焊条的选择，保证焊条的形状尺寸符合要求，在达到焊接要求的条件下尽量确保焊条具有较大的承载能力，尽量使用一些较小的焊缝尺寸，主要是由于这样可以让焊缝的填充量减少。如此一来，既可以确保质量，又不会出现较大的形变，还可以做到省时省料具有一定美观的效果，与此同时还能够还需要使用一些折弯机来对薄板进行折边处理，在确保折弯角度的条件下，尽量使用机械折弯。在进行操作的过程中，使用机械折弯能够让焊缝的数量减少，科学合理的对焊缝的位置进行安排，保证焊缝在中心轴两侧的位置，这样在焊接的时候可以相互抵消产生的形变。

3.4.2做好无损检测工作

焊接属于一种物理冶金操作，虽然当前的焊接技术越来越成熟，但是很多内外部因素都会影响焊接的结果，具体的影响因素在于残余应力，焊接工艺技术等。附近的焊接环境、温度也会对最终的焊接成果产生影响，为了将焊接缺陷及时找出检测人员一定要及时的对焊接结构进行检测，了解出现了一些焊接缺陷，对焊接工作进行及时调整。

结束语

总而言之，从薄板焊接工艺的角度进行分析，无论是在宏观方面分析焊缝成型，还是在微观方面分析焊缝力学性能，都需要符合相应的国家标准和行业要求，只有如此才能进行后续的焊接操作。只有如此，才可以有效地防止薄板焊接的过程中由于没有合理的操作产生问题。

参考文献

[1]中冶集团建筑研究总院.钢结构焊接规范：GB50661-2011[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.

[2]冶金工业部建筑研究院.钢结构工程施工质量验收规范：GB50205-2001[S].北京：中国建筑工业出版社，2018.

[3]任达生,刘银东,齐博.薄板焊接工艺及焊缝质量控制[J].石油和化工设备,2017(11):34-36+39.